بررسی مدل های قطر - ارتفاع بلوط ایرانی (Quercus brantii Lindl) در جنگل های دانه زاد زاگرس میانی

مقدمه و هدف: برای مدیریت پایدار و برنامه­ریزی اصولی منابع جنگلی به اطلاعات کارآمد و باکیفیتی از وضیعت حال و آینده جنگل نیازمند است. جنگل­های زاگرس به­عنوان یکی از مهم­ترین ناحیه­های رویشی ایران، تاثیر بسیار مهمی در تامین آب، حفظ خاک، تعدیل آب و هوا و تعادل اقتصادی و اجتماعی در کل کشور دارند، از این­­رو، حفاظت و مدیریت پایدار این بوم­سازگان­های جنگلی به دغدغه اصلی محققان و مدیران در این ناحیه رویشی تبدیل شده است. گونه غالب این جنگل­ها، گونه بلوط ایرانی (Quercus brantii Lindl) است. این گونه بر حسب شرایط جغرافیایی و محیطی دارای رویشگاه­های متنوعی در ناحیه رویشی زاگرس میانی است. با توجه به جایگاه ارشمند گونه بلوط ایرانی در جنگل­های زاگرس، اهمیت توسعه پژوهش­های هرچه بیشتر در رابطه با این گونه امری ضروری است. مشخصه­های قطر و ارتفاع درخت از مهم­ترین مولفه­های موردنیاز در آماربرداری جنگل هستند. این متغیرها از اصلی­ترین متغیرها برای اندازه­گیری خصوصیات ظاهری درختان جنگلی بوده و در مواردی از جمله تعیین حجم و ترسیم منحنی ارتفاع کاربرد دارند. با توجه به این­که اندازه­گیری ارتفاع تمام درختان جنگلی عملیاتی زمان­بر و پرهزینه است، از این­رو، استفاده از مدل­های قطر و ارتفاع برای برآورد ارتفاع درختان توسعه پیدا کرده است. هدف از این پژوهش بررسی مدل­های خطی و غیرخطی قطر - ارتفاع گونه بلوط ایرانی در جنگل­های دانه­زاد زاگرس میانی برای دست­یابی به پاسخ این سوال که آیا امکان برآورد ارتفاع درختان دانه­زاد بلوط ایرانی به­عنوان تابعی از قطر برابرسینه در این ناحیه رویشی وجود دارد یا خیر.مواد و روش: این پژوهش در منطقه حفاظت­شده سفیدکوه لرستان انجام شد. پوشش درختی غالب این منطقه مانند دیگر مناطق زاگرس از بلوط تشکیل شده است اما به گیاهان و درختان دیگری نظیر زالزالک، بادام کوهی، گون و غیره می­توان در آن اشاره کرد. برای انجام این پژوهش با انجام جنگل­گردشی­های متعدد و شناخت جنگل­های منطقه، توده­ای به مساحت تقریبی پنج هکتار که دارای ساختار رویشی دانه­زاد بود انتخاب شد. در توده جنگلی انتخاب شده، مشخصه­های قطر برابرسینه و ارتفاع کل تمامی درختان بلوط ایرانی که قطر برابرسینه بیش از ۵/۱۲ سانتی­متر، مورد آماربرداری ۱۰۰ درصد قرار گرفت. در مجموع قطر برابرسینه و ارتفاع کل تعداد ۶۴۲ اصله درخت بلوط ایرانی اندازه­گیری شد. برای برازش داده­های قطر برابرسینه و ارتفاع درختان از مدل­های خطی و غیرخطی استفاده شد که شامل انواع مدل­های نمایی، توانی، تراکم - محصول، رویش، سیگموییدی و دیگر توابع است. در این پژوهش ۸۰ درصد داده­ها در فرآیند مدل­سازی و ۲۰ درصد برای ارزیابی به­کار گرفته شدند. همچنین برای برازش داده­ها و برآورد شاخص­های هر یک از مدل­ها از نرم­افزار Curve Expert Professional استفاده شد. در فرآیند مدل­سازی، داده­های قطر به­عنوان متغیر مستقل و داده­های ارتفاع به­عنوان متغیر وابسته بکار گرفته شدند. برای صحت­سنجی مدل­ها، مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین قدر مطلق خطا (MAE) و اریبی (Bias) به­صورت مطلق و نسبی و نیز ضریب تبیین (R۲) و معیار اطلاعات آییک (AIC) به­عنوان شاخص­های اعتبارسنجی محاسبه شدند.یافته­ها: براساس بررسی آماره­های توصیفی درختان دانه­زاد بلوط ایرانی میانگین، کمینه و بیشینه قطر برابرسینه به­ ترتیب ۴/۴۲، ۵/۱۲ و ۱۵۰ سانتی­متر و ارتفاع به ­ترتیب ۳/۶، ۲/۱ و ۱۷ متر بود. مدل­های استفاده­شده بر اساس مقادیر R۲، ۶۲ تا ۸۶ درصد از تغییرات کل ارتفاع درختان را توجیه کردند. نتایج حاصل از مدل­سازی­های قطر - ارتفاع درختان نشان داد که مدل­های Gompertz، MMF و Richard به­ترتیب دارای بالاترین ضریب تبیین (۸۶/۰، ۸۶/۰، ۸۶/۰)، کمترین اشتباه معیار (۳۰۷/۱، ۳۰۷/۱، ۳۰۷/۱) و معیار اطلاعات آییک (۰۴/۲۷۶، ۱۳/۲۷۷، ۰۳/۲۷۷) بودند. نتایج حاصل از معیارهای استفاده­شده برای اعتبارسنجی مدل­های به­کار رفته نشان داد که مدل­های Gompertz، MMF و Richard با RMSE به­ترتیب ۱۹/۲۲، ۲۰/۲۲ و ۲۰/۲۲ درصد و نیز MAE به­­ترتیب ۶۹/۱۶، ۷۴/۱۶ و ۷۹/۱۶ درصد بهتر توانستند مشخصه ارتفاع درختان را برآورد کنند. باتوجه به نتایج ذکرشده مشخص شد که سه مدل Gompertz، MMF و Richard در مقایسه با دیگر مدل­ها از توانایی بالاتری در برآورد مشخصه ارتفاع درختان دانه­زاد بلوط ایرانی برخوردار هستند.نتیجه­گیری کلی: در مجموع نتایج این پژوهش نشان داد که مدل­های خطی و غیرخطی توانایی برآورد ارتفاع درختان دانه­زاد بلوط ایرانی را در ناحیه رویشی زاگرس میانی دارند، که از میان این مدل­ها سه مدل غیرخطی Gompertz، MMF و Richard بر اساس معیارهای ارزیابی عملکرد از دقت بالاتری برخوردار بودند. بنابراین این مدل­ها می­توانند در مناطق جنگلی ناحیه رویشی زاگرس میانی که دارای ساختار و شرایط رویشگاهی مشابهی با منطقه موردبررسی هستند مورداستفاده قرار گیرند. پیشنهاد می­شود که در پژوهش­های آینده از مدل­های تعمیم­یافته ارتفاع و قطر استفاده شود.

کلیدواژه ها:

رگرسیون ، بلوط ایرانی ، مدل سازی ، صحت سنجی